Verdichtungsstoßvisualisierung mittels Laserlichtschnitt

Abstract

Bei der Entwicklung von transsonischen Verdichterbeschaufelungen werden laseroptische Untersuchungen der internen Turbomaschinenströmung durchgeführt. Der optische Zugang zur Messstrecke ist dabei meist durch die Gehäusegeometrie derart beschränkt, dass für die Ermittlung der lokalen Strömungsgeschwindigkeiten nur punktförmige Messverfahren eingesetzt werden können. Dadurch sind die Untersuchungen relativ zeitintensiv. Auch die Kenntnis über die Lage der Verdichtungsstöße stellt eine quantitative Information dar. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein Messverfahren beschrieben, mit dem Verdichtungsstöße in transsonischen Strömungen mit Hilfe eines Laserlichtschnitts und in der Strömung befindlichen Partikeln sichtbar gemacht werden können. Das flächige Verfahren ist auch bei beschränkter optischer Zugänglichkeit einsetzbar und liefert nach vergleichsweise kurzer Messdauer die vollständige dreidimensionale Stoßkonfiguration. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird durch Vermessung einer 3D-Keilströmung im Windkanal und Ermittlung der Stoßkonfiguration in einem transsonisch angeströmten Profilgitter demonstriert. Die Messergebnisse stimmen dabei gut mit den Ergebnissen anderer Verfahren und der numerischen Simulationsrechnungen überein.